Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Geotecnia, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-11-24T15:02:37Z No. of bitstreams: 1 2016_MarceloAlejandroLlanoSerna.pdf: 4597920 bytes, checksum: d1815fd743fd8c6b5479aca9482e7686 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-01-28T19:32:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_MarceloAlejandroLlanoSerna.pdf: 4597920 bytes, checksum: d1815fd743fd8c6b5479aca9482e7686 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-28T19:32:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_MarceloAlejandroLlanoSerna.pdf: 4597920 bytes, checksum: d1815fd743fd8c6b5479aca9482e7686 (MD5) / O objetivo deste trabalho é investigar os mecanismos de alguns problemas geotécnicos submetidos a grandes deformações, e mais especificamente o cone de penetração e escorregamentos na área de estabilidade de taludes. O fenômeno de grandes deformações em Geotecnia pode ser observado em problemas de ensaios de campo como SPT, CPT, DMT; ensaios de laboratório como o ensaio de cone e de palheta; em aplicações práticas como a cravação de estacas e em encostas após a ruptura de um talude. Uma das principais limitações na prática da engenharia geotécnica é que as formulações tradicionais para o cálculo de estruturas dependem da hipótese de pequenas deformações. Na última década, com o aumento da capacidade computacional e surgimento de novos métodos numéricos, tornou-se factível a modelagem numérica de problemas de grandes deformações, gerando a possibilidade de estudá-los em maior detalhe. Este trabalho centra-se na aplicação do Método do Ponto Material (MPM). O MPM é uma ferramenta numérica que adota um esquema de discretização Euleriano-Lagrangiano, o que fornece um esquema sofisticado para resolver o balanço de momento linear quando se observam grandes deformações. O método foi aplicado à análise de ensaios de penetração de cone em laboratório e a problemas reais de escorregamentos de taludes com grandes movimentos de massa. Inicialmente, foram feitos ensaios diretos e indiretos de resistência ao cisalhamento em amostras de caulim. O programa de ensaios de laboratório inclui o ensaio de palheta, ensaio de cone, ensaio de compressão oedométrica e ensaio de compressão triaxial convencional. Como produto dos ensaios de laboratório, foram propostas algumas relações entre parâmetros de estados críticos e o ensaio de queda de cone. Também baseado nos ensaios de laboratório, o programa NairnMPM foi testado e calibrado para resolver problemas geotécnicos simples como o ensaio de cone e o colapso de uma coluna de solo. Depois disso e com o intuito de verificar a capacidade do MPM para resolver problemas de grande escala, foram simulados os escorregamentos de taludes na barragem de Vajont, na Itália, e na rodovia Tokai-Hokuriku, no Japão. Finalmente, foi testado o processo de modelagem do escorregamento de Alto Verde, na Colômbia, e as variáveis dinâmicas previstas no modelo foram usadas no cálculo de risco. Os resultados se ajustaram muito bem às observações de campo, destacando a potencialidade do MPM como ferramenta prática na modelagem de vários problemas de grandes deformações na engenharia geotécnica. / The goal of this work is to investigate the mechanisms of various geotechnical problems subjected to finite strains, more specifically the fall cone test and run-out process during landslides. Large deformation phenomena may be observed in field testing such as SPT, CPT, DMT; laboratory testing such as fall cone test, mini-vane test, and practical problems such as pile driving and run-out process during landslides. The main limitations in the practice of geotechnical engineering are due to the fact that a wide number of design frameworks are based on the small strain hypothesis. In the last decade, with the increasing computational capacity and the development of novel numerical methods; solving large deformation models have become feasible. This fact allows studying in detail a wide number of phenomena in geotechnics. This work focuses on the application of the Material Point Method (MPM). The MPM is a numerical tool that adopts a Eulerian-Lagrangian scheme. Moreover, it allows a solid framework to solve the linear momentum balance when finite strains are observed. The method was used in the simulation of the fall cone test and real scale mass movements in landslides. Initially, direct and indirect shear strength measurements on kaolin clay were performed. The laboratory testing program included mini-vane shear test, fall cone test, oedometric compression, and conventional triaxial compression test. As a result of the laboratory testing, interesting relationships between the critical state parameters and the fall cone were established. Furthermore, NairnMPM open source code was tested and calibrated using the laboratory results to later solve simple geotechnical problems such as fall cone test and the collapse of a soil column. Afterwards, the possibility of simulating real-scale problems in landslides was addressed. The slope failure in Vajont, Italy, and Tokai-Hokuriku Expressway, Japan, were considered. Finally, the framework was tested in a landslide in Alto Verde, Colombia. The computed dynamic quantities were used in risk assessment of landslides. The results matched very well with field observations highlighting the potential of using MPM as a practical tool for modelling various problems involving large strains in geotechnical engineering.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2014. / Submitted by Larissa Stefane Vieira Rodrigues (larissarodrigues@bce.unb.br) on 2014-10-23T16:51:59Z No. of bitstreams: 1 2014_AlessandroBorgesTatagiba.pdf: 3050206 bytes, checksum: eb406a468aeb2344613f1bcc716e02f2 (MD5) / Rejected by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br), reason: O arquivo anexado não corresponde a descrição feita. on 2014-11-05T15:56:49Z (GMT) / Submitted by Larissa Stefane Vieira Rodrigues (larissarodrigues@bce.unb.br) on 2014-11-06T19:28:16Z No. of bitstreams: 1 2014_BeugreOurononMarieRosalie.pdf: 6461309 bytes, checksum: 3c100ecd1e9762c916f1cfe22b29af60 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-11-10T15:12:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_BeugreOurononMarieRosalie.pdf: 6461309 bytes, checksum: 3c100ecd1e9762c916f1cfe22b29af60 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-10T15:12:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_BeugreOurononMarieRosalie.pdf: 6461309 bytes, checksum: 3c100ecd1e9762c916f1cfe22b29af60 (MD5) / O objetivo deste trabalho é avaliar uma metodologia de estimativa de vida à fadiga, com particular atenção a carregamentos multiaxiais de amplitude variável. A metodologia emprega o modelo de encruamento cinemático de Chaboche no cálculo das tensões e deformações no regime elasto-plástico cíclico estabilizado. Para estimar a vida à fadiga, utiliza-se o método de Bannantine-Socie, no qual (i) a técnica de contagem de ciclos rainflow é aplicada a cada plano material, (ii) o dano acumulado em cada plano é calculado com a regra de Palmgren-Miner e (iii) o plano crítico é definido como o plano onde o dano por fadiga é máximo. Para materiais com modo de falha por cisalhamento, a contagem de ciclos é feita sobre a história da deformação cisalhante e o dano à fadiga é calculado com o modelo de Fatemi-Socie. No caso de falha por tração, a história da deformação normal e o modelo de Smith-Watson-Topper são empregados. A avaliação da metodologia foi feita com base em vidas observadas em ensaios de fadiga relatados na literatura, realizados em corpos de prova tubulares submetidos a carregamento axial-torcional de amplitude constante e variável. Os corpos de prova foram fabricados em aço S45C e aço inoxidável 304. Para os dois aços investigados, a maioria das estimativas de vida do método de Bannantine-Socie usando o modelo de Fatemi-Socie com k em função da vida ficaram dentro de uma banda de fator 2 no diagrama vida estimada vs. vida observada. As estimativas de vida que ficaram fora dessa banda foram conservadoras. As estimativas de vida com o uso do modelo de Smith-Watson-Topper também ficaram em sua maioria dentro de uma banda de fator 2, com exceção dos ensaios de torção sob carregamento totalmente alternado e variável. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The aim of this work is to evaluate a fatigue life estimation methodology, with particular attention to variable amplitude multiaxial loading. The stabilized stress-strain response of the material was assumed to obey the kinematic hardening model developed by Chaboche. Fatigue life estimations were obtained with Bannantine-Socie method: (i) rainflow cycle counting is applied on each material plane, (ii) fatigue damage on each plane is accumulated according to Palmgren-Miner rule and (iii) the critical plane is defined as the plane experiencing the largest fatigue damage. For shear failure mode materials, cycle counting is performed on the shear strain history and the Fatemi-Socie parameter is used to estimate fatigue damage. For tensile failure mode materials, the normal strain history and the Smith-Watson-Topper parameter are used instead. Fatigue tests available in the literature were considered to assess the methodology. Such tests were carried out on thin-walled tubular specimens made of S45C and 304 steels, subjected to constant and variable amplitude axial-torsional loadings. For both steels, most life estimates using the Fatemi-Socie parameter with k as function of fatigue life were within a factor of 2 bandwidth in the estimated life vs. observed life diagram. The use of the Smith-Watson-Topper parameter provided a similar overall performance, but life estimates for torsion tests were not satisfactory.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-04-16T15:02:07Z No. of bitstreams: 1 2012_MarceloAlejandroLlanoSerna.pdf: 4945938 bytes, checksum: 3de09b6f9eeae298970d898673d62873 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-05-23T12:10:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_MarceloAlejandroLlanoSerna.pdf: 4945938 bytes, checksum: 3de09b6f9eeae298970d898673d62873 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-23T12:10:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_MarceloAlejandroLlanoSerna.pdf: 4945938 bytes, checksum: 3de09b6f9eeae298970d898673d62873 (MD5) / O objetivo deste trabalho é investigar a eficiência do Método do Ponto Material Generalizado (GIMP) para a simulação de problemas de grandes deformações, e mais especificamente o cone de penetração por queda livre utilizado na norma britânica para ensaios de limite de liquidez. Foi feita uma revisão teórica do ensaio de penetração de cone, ressaltando as formulações analíticas e a obtenção de parâmetros para solos argilosos a partir dos resultados deste ensaio. As formulações teóricas relacionam a profundidade de penetração do cone com a resistência não-drenada de solos argilosos. Com o intuito de verificar estas formulações teóricas foram realizados ensaios de cone e palheta (mini-vane) em laboratório com caulim a diferentes teores de umidade. Também foi feita uma completa caracterização do caulim, incluindo a obtenção da curva característica de retenção de água. Os resultados foram interpretados à luz das teorias dos ensaios de cone e da teoria de estados críticos para a obtenção dos parâmetros mecânicos do solo e da interface caulim-cone. Os experimentos foram então simulados numericamente com GIMP sob condições bidimensionais e tridimensionais. Para tanto foi utilizado código aberto NairnMPM, cedido pelo professor John Nairn, da Oregon State University (USA). Como esperado, as simulações bidimensionais sob condições de deformação plana não reproduzem quantitativamente o problema real, o qual é tipicamente axissimétrico. O código NairnMPM ainda não inclui esta opção, porém as análises tridimensionais apresentaram um desempenho excelente, e o fenômeno foi bem reproduzido qualitativamente e quantitativamente, como indicam as comparações entre os fatores de cone experimentais e modelados. Foi demonstrado que o método é suficientemente robusto para resolver o problema de contato durante a penetração do cone sem a necessidade de usar outros tipos de elementos na interface, entretanto o modelo de resistência de interface disponível deve ser aperfeiçoado de modo a incluir tanto adesão quanto atrito. Finalmente, ressalta-se que a principal limitação do GIMP em relação a outros métodos tradicionais como elementos finitos (MEF) é o maior tempo de processamento. No caso de problemas envolvendo grandes deformações e domínios extensos, deve-se buscar um nível de comprometimento entre a acurácia possível e o tempo de processamento. Em caso de problemas tridimensionais e malhas muito refinadas o tempo de processamento pode inviabilizar a análise utilizando microcomputadores convencionais. Nestes casos, devem-se usar grandes processadores ou processamento paralelo. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The main objective of this dissertation is to check the efficiency of the Generalized Material Point Method (GIMP) for the solution of large deformation problems, and more specifically to simulate the free fall of a penetration cone, such as the one used in the British standards for the determination of liquid limit of clays. The investigation starts with a literature review of cone penetration test, focusing on analytical formulations to interpret its results and to obtain physical indexes and mechanics parameters. The theoretical formulations relate the depth of cone penetration with the undrained shear strength of clay soils. In order to check the validity of these formulations, the author performed laboratory tests on kaolin clay with different water contents, with emphasis on the mini-vane tests to find the undrained strength and the British cone tests to find the depth of penetration. The material was also subjected to the traditional characterization tests and the soil-water characteristic curve (SWCC) was also determined. The results of the tests were interpreted using the falling cone formulations and the critical state theory in order to obtain the mechanical parameters of the kaolin and of its interface with the British cone. Then the falling cone tests were simulated numerically with the GIMP under two and three dimensional conditions. An open code named NairnMPM, written by Professor John Nairn at Oregon State University (USA), was used in the numerical simulations. As expected the two-dimensional simulations under plane strain conditions cannot reproduce quantitatively the laboratory experiments since the falling cone is typically an axis symmetric problem. NairnMPM unfortunately does not include this condition yet, but the three dimensional analyses attained excellent performance and the phenomenon was properly reproduced qualitatively and quantitatively, as indicate by the good agreement between computed cone factors obtained from the numerical analyses and from the laboratory experiments. The method is sufficiently robust to solve the cone soil interaction without the need for any especial interface element; however the model of shear strength of the interface should be enhanced to include adhesion, besides friction. Finally the main limitation of GIMP, compared to other traditional methods such as finite elements (MEF), is the long processing time. For applications in full scale problems with large domains, the analyst should find a compromise between accuracy and computational time. In cases of three-dimensional problems with fine discretization the analysis using conventional microcomputers may not be feasible and some kind of parallel processing may be required.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-16T21:23:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T13:58:15Z : No. of bitstreams: 1 180788.pdf: 2695782 bytes, checksum: 82c4fe03f31128ead5731f15fe824a57 (MD5)

Praxedes, T. O. Sistema experimental para realização de ensaios não-destrutivos magnéticos e sua aplicação na avaliação da degradação microestrutural do aço A516 grau 60. 162 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência de Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-01-18T12:22:26Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_topraxedes.pdf: 7277981 bytes, checksum: 87efec6dad173449e079b16d03586b89 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-02-08T18:11:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_topraxedes.pdf: 7277981 bytes, checksum: 87efec6dad173449e079b16d03586b89 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-02-08T18:11:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_topraxedes.pdf: 7277981 bytes, checksum: 87efec6dad173449e079b16d03586b89 (MD5) Previous issue date: 2012 / The magnetic properties of ferromagnetic materials are greatly influenced by the microstructure and stresses. Thus, the evaluation of the magnetic behavior of structural materials can be used for characterization of its internal state. This paper develops a experimental measurement system for non-destructive testing based on the evaluation of the magnetic characteristics of the material and its correlation with the state of stress and its microstructure. The system was used to evaluate the microstructural degradation caused by plastic deformation of A516 grade 60 steel, through cold rolling process. A sensor was designed and built to perform both the magnetization and the monitoring of magnetic behavior of the material tested. Sensor operating parameters such as frequency, current and thickness of the air gap between the sensor and the surface of the material were studied by simulation with finite element method. Among the tests performed by the system is the testing of magnetic anisotropy, which gets the value of the flux density at various angles relative to the rolling direction. The hysteresis test obtains the hysteresis loop of the material from which it is possible to extract the magnetic parameters coercive field and hysteresis losses, which have a direct correlation with the degree of plastic deformation. The magnetocrystalline energy testing provides a direct assessment of anisotropy between the axes parallel and perpendicular to the rolling direction. The testing of analysis of minor hysteresis loops uses triangular excitation, which enables a direct assessment of the differential magnetic permeability, which is very sensitive to the internal state of the material and provides a visualization of how the process of magnetization is influenced by plastic deformation and residual stresses . The tests showed results consistent with the final state caused by the process of cold rolling and similar research on the literature, providing an satisfactory characterization of the state of the studied material. / As propriedades magnéticas dos materiais ferromagnéticos são bastante influenciadas pelo estado microestrutural e o estado de tensões. Dessa forma, o monitoramento do comportamento magnético dos materiais estruturais pode ser utilizado para a caracterização de seu estado interno. Este trabalho desenvolve um sistema de medição experimental para a realização de ensaios não-destrutivos baseados na avaliação das características magnéticas do material e sua correlação com o estado de tensões e microestrutura. O sistema foi aplicado na avaliação da degradação microestrutural causada por deformação plástica a frio do aço A516 grau 60, provocada pelo processo de laminação. Foi projetado e construído um sensor para realizar simultaneamente a magnetização e o monitoramento do comportamento magnético do material inspecionado. Parâmetros operacionais do sensor como frequência, corrente e espessura da camada de ar entre o sensor e a superfície do material foram estudados através da simulação com o método dos elementos finitos. Entre os ensaios realizados pelo sistema está o ensaio de anisotropia magnética, que obtém o valor da densidade de fluxo em vários ângulos em relação à direção de laminação. O ensaio de histerese realiza o levantamento do ciclo de histerese do material, de onde é possível extrair os parâmetros campo coercitivo e perdas de histerese, que apresentam correlação direta com o grau de deformação plástica. O ensaio de energia magnetocristalina fornece uma avaliação direta da anisotropia entre os eixos paralelo e perpendicular à direção de laminação. O ensaio de análise dos ciclos menores de histerese utiliza excitação triangular, o que viabiliza uma avaliação direta da permeabilidade magnética diferencial, que é bastante sensível ao estado interno do material e fornece uma visualização de como o processo de magnetização é influenciado pela deformação plástica e pelas tensões residuais. Os ensaios apresentaram resultados coerentes com o estado final provocado pelo processo de laminação a frio e com a literatura, caracterizando satisfatoriamente o estado do material estudado.

PESSOA, J. R. D. Desenvolvimento de uma célula triaxial para estimativa da tensão horizontal em condições edométricas. 108 f. 2015. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Geotecnia) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-02-01T12:44:03Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_jrdpessoa.pdf: 1425729 bytes, checksum: b2008c670d30e54cb939553a72f0b53f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-02-01T16:33:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_jrdpessoa.pdf: 1425729 bytes, checksum: b2008c670d30e54cb939553a72f0b53f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-01T16:33:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_jrdpessoa.pdf: 1425729 bytes, checksum: b2008c670d30e54cb939553a72f0b53f (MD5) Previous issue date: 2015-12-17 / This thesis presents the development of a triaxial cell and a proposal for methodology for estimating horizontal tension edometric condition by conducting laboratory tests on samples unsaturated compacted soil in OMC. The development of triaxial cell permits the use of voltages or controlled deformation. Moreover, the machine allows independent application increments of axial and radial stresses, thereby facilitating implementation assay in any way triaxial stresses. The proposed methodology simplifies estimate lateral tension through comparison of axial stress-strain curves of the test edométrico conventional triaxial and consolidation tests under different paths tensions with the constant relationship between the axial and radial increments. In this case, the value of K0 would be corresponding to the constant trajectory in which the triaxial test curve edométrico overlaps the curve of the test in terms of stress and axial deformations. They were tests performed with different soil types and the results were- roughly consistent with estimates from correlations empirical, thus allowing validate the proposal presented in this research. also It was studied the change of horizontal stress during the collapse flood conditions in edométricas. In these tests it was found that during the breakdown voltage can horizontal remain virtually constant or even decreasing. / Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de uma célula triaxial e uma proposta de metodologia para estimativa de tensão horizontal em condição edométrica, através da realização de ensaios de laboratório em amostras não saturadas de solo compactadas na umidade ótima. O desenvolvimento da célula triaxial possibilita a aplicação de tensões ou deformações controladas. Além disso, o equipamento permite a aplicação independente de incrementos de tensões axiais e radiais, facilitando dessa forma a execução de ensaio triaxial sob qualquer caminho de tensões. A metodologia proposta simplifica a estimativa da tensão lateral através da comparação das curvas tensão-deformação axial entre o ensaio edométrico convencional e ensaios de adensamento triaxiais sob diferentes caminhos de tensões com a relação constante entre os incrementos axial e radial. Nesse caso, o valor de K0 seria o correspondente à trajetória constante na qual a curva do ensaio triaxial se sobrepõe a curva do ensaio edométrico em termos de tensões e deformações axiais. Foram realizados ensaios com diferentes tipos de solo e os resultados mostraram-se aproximadamente concordantes com as estimativas realizadas a partir de correlações empíricas, permitindo dessa forma validar a proposta apresentada nessa pesquisa. Também foi estudada a variação da tensão horizontal durante o colapso por inundação em condições edométricas. Nesses ensaios verificou-se que, durante o colapso, a tensão horizontal pode permanecer praticamente constante ou até mesmo diminuir.

Orientador: Madan Mohan Shukla / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T03:38:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bonelli_Enivaldo_M.pdf: 1703334 bytes, checksum: 2f528d3da94afec9ea0502658c2ad0ba (MD5) Previous issue date: 1976 / Resumo: A presente tese consiste em modificar o modêlo de força tensorial - para íons pontuais pela inclusão da interação elétron-íon. Este esquema foi aplicado para quase todos metais de estrutura b.c.c. no cálculo da relaçao de dispersão para fonons ao longo das direções de simetria, calor específico da rede e temperatura équivalente de Debye. A comparação dos resultados teóricos com as observações experimentais é bastante favorável indicando então, que a nossa aproximação teórica de modificar o modêlo de forças tensoriais é razoável / Abstract: The present thesis consists of modifying the point ion tensor force model as far as the inclusion of the electron-ion interaction is concerned.This scheme has been applied for almost all b.c.c. metals by calculating the phonon dispersion relation along symmetry directions, lattice heat capacities and Debye equivalent temperature. The theoretical results compare favorably well with the experimental observation indicating, thus, the correctness of our theoretical approach of modifying tensor force model / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Oswaldo Luís Manzoli / Banca: Marcelo Javier Sanchez Castilla / Banca: Luís Antônio Guimarães Bittencort Júnior / Resumo: O estudo do processo de fissuração tem sido um tema de crescente interesse ao longo dos últimos anos. O comportamento de muitos materiais, tais como o concreto, alvenaria, rochas, solos e biomateriais, são regidos pelo efeitos decorrrentes da fissuração. No contexto do Método dos Elementos Finitos, a formação e propagação de fissuras on interior dos elementos finitos podem ser descritas por meio de elementos finitos com descontinuidades incorporadas ou pelo Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG). Contudo, ambos os métodos necessitam de algoritmos de construção da trajetória das fissuras. Estas técnicas são relativamente simples para representar poucas fissuras em análises bidimensionais, mas podem ser muito complexas e mesmo inviáveis para problemas tridimensionais. O presente trabalho desenvolve uma metodologia que consiste na fragmentação da malha de elementos finitos convencionais e introdução de elementos de inferface entre os elementos regulares da malha original. Esses elementos de interface representam o processo de falha de materiais quase-frágeis, onde a interface é simulada utilizando elementos finitos de elevada razão de aspecto munidos de relações constitutivas consistentes com o regime de descontinuidade forte. A metodologia é bastante atrativa, pois permite a representação de múltiplas fissuras sem a necessidade de algoritmos de reconstrução adaptativa da malha ou técnicas de construção da trajetória da fissura. O estudo sobre a objetividade das soluções obtidas com a metodologia em desenvolvimento foi feito através da análise de diferentes casos, com diferentes malhas, variando-se o tamanho e orientação da malha. Os resultados obtidos indicaram que a técnica é capaz de representar o processo de fissuração gerando respostas estruturais e padrões de fissuras similares aos experimentais. O uso de malhas não estruturadas são mais indicadas para obter-se independência com... / Abstract: The study of the crack process has been a subject of increasing interest over the past few years. The behavior of various materials such as concrete, masonry, rocks, soils and biomaterials, are governed by the effects arising from the formation of cracks. In the context of finite element methods the formation and propagation of cracks in the interior of the finite elements can be described via finite elements with embedded discontinuities or Generalized Finite Element Method (G-FEM). Both methods require techniques to track the crack path during the analysis. These techniques are relatively simple in representing few cracks in 2D analyses but can be very complex and even unsuitable for multiple cracks and for tridimensional problems. The present work aims to use the mesh fragmentation technique to insert special interface elements between regular elements of the mesh. These interface elements represent the failure process in quasi-brittle materials, where the interface is simulated using finite elements with a high aspect ratio. The constitutive model of the interface elements are compatible with the strong discontinuity regime. The methodology is very attractive, because it avoids the necessity of crack tracking schemes. A comprehensive study of the objectivity of the solutions obtained with the proposed methodology was done thoruhg the analysis of different cases, with different meshes, varying the size and orientation of the finit elements. The results indicated that the technique is able to adequately represent the process of cracking, generating structural responses and crack patterns similar to the experimental ones. The use of unstructured meshes are more appropriate since they to not present alignments that may induce crack propagatio trajectories deviating from the correct ones / Mestre

Programa de Pós-Graduação em Geotecnia. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Maurílio Figueiredo (maurilioafigueiredo@yahoo.com.br) on 2014-07-17T19:25:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) DISSERTAÇÃO_AnáliseTensõesInsitu.pdf: 12075595 bytes, checksum: 7596922656f08d51aa790d0c14f6857d (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-07-18T17:54:22Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) DISSERTAÇÃO_AnáliseTensõesInsitu.pdf: 12075595 bytes, checksum: 7596922656f08d51aa790d0c14f6857d (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-18T17:54:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) DISSERTAÇÃO_AnáliseTensõesInsitu.pdf: 12075595 bytes, checksum: 7596922656f08d51aa790d0c14f6857d (MD5) Previous issue date: 2013 / O estudo das tensões in situ realizado na presente dissertação foi conduzido a partir da norma publicada pela International Society of Rock Mechanics (ISRM) no ano de 2012 em que sua metodologia se baseia em diversas etapas a serem seguidas para consolidação de um modelo de tensões in situ para uma dada região. A mina Cuiabá localizada na região norte do Quadrilátero Ferrífero tem suas atividades de lavra subterrâneas datadas desde o ano 1985 e serviu de modelo para aplicação da norma uma vez que várias informações sobre tensão estavam disponíveis. Foram utilizados neste estudo dados geológicos, topográficos, testemunhos de sondagem, furos de ventilação, parâmetros de laboratório e resultados de ensaios de tensão in situ. Diversos métodos para estimativa das tensões in situ foram considerados sendo ensaio de sobrefuração como método direto e as ocorrências de discing e as quebras em escavações circulares como indiretos. A primeira etapa da dissertação seguiu com a análise dos dados regionais que contribuíram para entendimento e classificação preliminar do campo de tensões em que a mina está inserida. Os litotipos e a estrutural da área foram analisados, além do resultado de ensaios de compressão uniaxial e condições dos maciços rochosos. Foram levantados 35 furos de ventilação da mina entre os níveis 7 e 15 sendo que parte destes apresentam quebras diametralmente opostas ao longo de suas paredes. Foi verificada a possibilidade de estas quebras serem indicadores da orientação das tensões como breakouts clássicos. Ensaios de sobrefuração foram realizados no ano de 2004 nos níveis 12 e 14 da mina nas profundidades 800m e 933m, respectivamente. O resultado dos ensaios foi considerado na interpretação dos dados de campo dos furos de ventilação em modelagem numérica 3D. Os furos de sondagem na mina Cuiabá tem registrado diversos intervalos com a ocorrências de discings em suas rochas de caráter rúptil desde 2008. Detalharam-se diversas características dos discings que incluem forma, espessura, distribuição espacial e outras com intuito de que estes fossem empregáveis no conhecimento das tensões in situ. Todos os dados foram interpretados e validados para consolidar o conhecimento do campo de tensões da mina. __________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The In Situ stress study carried out in this thesis was based on the fifth suggested method published by the International Society of Rock Mechanics (ISRM) in 2012 whoser methodology is based on many stages to be followed in order to build the In Situ stress model of a site. The Cuiaba mine, located in the north part of the Quadrilátero Ferrífero area, has its underground mining activities since 1985 and was considered to employ the suggested method since many stress data was available. Geological data, information about topography, drilling cores, ventilation boreholes, laboratory tests and In Situ stress measurements were considered in this study. Different methods were used to estimate In Situ stress, overcoring was the direct method, discing and damage in circular boreholes, were the indirect ones. On the first part of thesis, regional data was analyzed in order to understand the geology of the site and to give a preliminary idea of the field stress where the Cuiabá mine is located in. Lithology and structural data were analyzed, besides uniaxial compression test results and the rockmass conditions. It was collected data from 35 ventilation boreholes located between the 7th and 15th level. In some of them diametral failures ocurred in the excavation walls what led the study to carry out in this thesis. It was suggested the possibility of considering this failures as stress indicators like breakouts. In 2004, overcoring measurements were conducted in the 12th and 14th levels, at 800 and 933m deep. The stress measurements results were considered in the 3D numerical modeling of the ventilation borehole failures. The Cuiaba drilling cores have indicated discing cases in brittle rocks since 2008. Discing parameters were detailed which included shape, thickness, location and others in order to employ them for the In Situ Stress knowledge of the site. All data was interpreted and validated to build the mine field stress.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T18:39:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 99100.pdf: 16356155 bytes, checksum: d7f40994b54183428428e0c52a8fe54b (MD5) Previous issue date: 1994 / A holografia eletrônica tem sido usada na medição de campos de deslocamentos, deformações e tensões em superfícies planas. Neste trabalho, é proposta uma metodologia para extender a utilização da holografia eletrônica à medição de superfícies não planas. Para realizar esta tarefa é necessário conhecer a forma geométrica do corpo. É proposta uma técnica holográfica integrada às medições de deslocamentos para determinar a forma geométrica quando esta informação não está disponível. Duas superfícies previamente conhecidas foram medidas com o objetivo de aplicar e testar a técnica de medição da forma geométrica. Os resultados foram considerados satisfatórios. Uma metodologia integrando a medição de forma geométrica à medição dos deslocamentos e à determinação das deformações e tensões associadas ao sistema de coordenadas local, adequado à geometria do corpo, é apresentada e discutida. Uma análise qualitativa das fontes de erros é apresentada com o objetivo de apontar os principais problemas a serem quantitativamente estudados. Finalmente, dois casos experimentais são apresentados como exemplos de aplicação da metodologia. Os resultados obtidos confirmaram a viabilidade do método, ainda que alguns aspectos importantes devam ser melhorados.